WO2020003572A1 - 振動装置及び光学検出装置 - Google Patents

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WO2020003572A1
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flange
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vibration
cylindrical body
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藤本　克己
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株式会社村田製作所
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    • G03B2205/0069—Driving means for the movement of one or more optical element using electromagnetic actuators, e.g. voice coils

Definitions

  • the present invention relates to a vibration device and an optical detection device used for removing a droplet or the like in an imaging device or the like.
  • imaging devices such as cameras and LIDAR devices have been required to always have a clear visual field.
  • various methods for removing water droplets such as raindrops have been proposed.
  • a light-transmitting portion as a cover is disposed in front of the camera body.
  • a vibration device including the translucent portion is configured. By generating localized vibrations in the translucent portion, the raindrops are moved and atomized.
  • a localized portion is intentionally formed in a light-transmitting portion or a peripheral portion, and an antinode of vibration is located in a portion other than the central portion.
  • An object of the present invention is to provide a vibration device and an optical detection device capable of efficiently removing droplets and the like.
  • a vibration device has a radial direction and an axial direction, a first end, and a second end located on the opposite side to the first end in the axial direction, A cylindrical body having first and second flanges extending radially outward from an outer peripheral surface; a light-transmitting body connected to the first end of the cylindrical body; A vibration element provided to vibrate the first or second flange portion, wherein the first flange portion is closer to the first end side than the second flange portion in the axial direction. positioned.
  • the optical detection device includes a vibration device configured according to the present invention, and an optical detection element arranged so that the light transmitting body includes a detection region.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a vibration device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view of an imaging device having the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a half sectional front view of the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part of the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a front sectional view showing a piezoelectric element used in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating impedance characteristics of the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the state of vibration of the first to third flange portions in the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the vibration modes of the first to third flange portions in the vibration device of the first comparative example.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating impedance characteristics of the vibration device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the vibration mode of the first to third flange portions in the vibration device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining vibration modes of first to third flange portions in the vibration device of the second comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating impedance characteristics of the vibration device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the vibration modes of the first to third flange portions in the vibration device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the state of vibration of the first to third flange portions in the vibration device of the third comparative example.
  • FIG. 15 is a partially cutaway perspective view for explaining a vibration device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a partially cutaway perspective view for explaining a vibration device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view for explaining the vibration mode of the vibration device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view of an imaging device having the vibration device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a half sectional front view of the vibration device shown in FIG.
  • the imaging device 10 shown in FIG. 2 has the vibration device 1 and the camera 11.
  • the camera 11 has an image sensor.
  • the lens 12 is arranged in front of the image sensor, that is, in the upper part of FIG.
  • the imaging element is not particularly limited, and a light receiving element that receives light of any wavelength in the visible light to far infrared region can be used. Examples of such an image sensor include a CMOS, a CCD, a bolometer, and a thermopile.
  • the imaging device 10 is not limited to the camera 11, and may be a Radar or LIDAR device.
  • the vibration device 1 has the cylindrical body 2.
  • the camera 11 and the lens 12 are arranged in the internal space of the cylindrical body 2.
  • a light transmitting body 21 is arranged in front of the lens 12.
  • the light transmitting body 21 is made of an appropriate material that allows light or electromagnetic waves to pass.
  • the imaging device 10 is configured so that the camera 11 captures an image of a member or an environment located outside the light transmitting body 21.
  • the translucent member 21 has a dome shape.
  • the light transmitting body 21 may have another shape such as a flat plate shape.
  • the outer peripheral edge of the light transmitting body 21 is fixed to the connecting member 22.
  • the connecting member 22 has a cylindrical portion 22a, and a flange portion 22b extending radially outward from one end of the cylindrical portion 22a.
  • the light transmitting body 21 is fixed to the upper surface of the flange portion 22b.
  • the lower end of the cylindrical portion 22a is fixed to the cylindrical body 2.
  • the cylindrical body 2 has an axial direction. One end in the axial direction is a first end 2a, and the other end is a second end 2b. The first end 2a is located on the light transmitting body 21 side.
  • An annular support portion 2c is provided extending radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical body 2.
  • the tubular portion 22a of the connecting member 22 is fixed to the support 2c. Thereby, the light transmitting body 21 is connected to the cylindrical body 2 by the connecting member 22. Note that the support portion 2c need not be annular.
  • the cylindrical body 2 has a first flange portion 2d, a second flange portion 2e, and a third flange portion 2f.
  • the first flange portion 2d, the second flange portion 2e, and the third flange portion 2f have a donut shape extending radially outward from the outer peripheral surface of the cylindrical body 2.
  • the outer peripheral edges of the first flange portion 2d, the second flange portion 2e, and the third flange portion 2f have a circular shape.
  • the sizes of the circles defining the outer peripheral edges of the first to third flange portions 2d to 2f are made equal.
  • the outer peripheral edges of the first to third flange portions 2d to 2f do not necessarily have to be circles having the same dimensions.
  • the first flange 2d is provided along the first end 2a, and the second flange 2e is provided along the second end 2b.
  • the first flange 2d may be located closer to the second end 2b in the axial direction than the first end 2a.
  • the second flange 2e may also be located closer to the first end 2a than the second end 2b.
  • the support portion 2c described above is located between the first flange portion 2d and the second flange portion 2e in the axial direction. Therefore, the support portion 2c is also located near the node of the vibration.
  • the first flange 2 d and the second flange 2 e have their inner ends connected to the cylindrical body 2. Accordingly, as shown in an enlarged manner in FIG. 4, the cylindrical body 2, the first flange portion 2d, and the second flange portion 2e have a tuning fork shape in a cross section along the radial direction and the axial direction of the cylindrical body 2. Have. When the third flange portion 2f is included, the first flange portion 2d, the second flange portion 2e, and the third flange portion 2f have the shape of a tripod tuning fork together with the cylindrical body 2.
  • the piezoelectric element 23 is fixed to the second end 2 b of the cylindrical body 2. As shown in FIGS. 5A and 5B, the piezoelectric element 23 has an annular piezoelectric body 23a. A first excitation electrode 23b is provided on one surface of the piezoelectric body 23a, and a second excitation electrode 23c is provided on the other surface. The piezoelectric body 23a is polarized in the thickness direction. When an AC voltage is applied between the first excitation electrode 23b and the second excitation electrode 23c, the piezoelectric element 23 is displaced in the thickness direction and vibrates.
  • the piezoelectric element 23 is fixed to the surface of the second flange 2e on the second end 2b side. Therefore, when the piezoelectric element 23 vibrates, the second flange 2 e and the first flange 2 d vibrate in the cylindrical body 2. This vibration is generated such that the outer peripheral edges of the first flange portion 2d and the second flange portion 2e repeat displacement along the axial direction of the cylindrical body 2.
  • the vibration in the first flange portion 2d is a vibration unique to the flange shape.
  • the resonance frequency of the vibration of the first flange portion 2d is substantially equal to the resonance frequency of the vibration of the second flange portion 2e.
  • the two resonance frequencies are equal. Therefore, the vibration node is located at the axial center of the cylindrical body 2. Therefore, the third flange portion 2f is located at the vibration node. Therefore, although the support member 3 is fixed to the third flange portion 2f, the vibration is hardly hindered by this support.
  • FIG. 6 shows impedance characteristics of the vibration device 1 of the present embodiment in a free state.
  • the resonance in the vibration device 1 of the present embodiment is the resonance A
  • the vibration mode in this case is shown in FIG.
  • FIG. 7 shows a vibration state of a cross section of the cylindrical body 2 along the radial direction and the axial direction.
  • the alternate long and short dash line indicates the state of the initial state in which the first flange portion 2d and the second flange portion 2e have not been displaced
  • the solid line indicates the state of vibration where the first flange portion 2d and the second flange portion 2e are maximally displaced toward the third flange portion 2f.
  • arrows indicate the direction of displacement, and the length of the arrow corresponds to the magnitude of the displacement.
  • the tip of the first flange 2d and the tip of the second flange 2e are displaced in opposite phases in the axial direction.
  • the third flange portion 2f hardly displaces. Therefore, it is understood that the cylindrical body 2 can be supported and the displacement of the first flange portion 2d can be used efficiently without hindering the vibration. Further, the support portion 2c is hardly displaced.
  • FIG. 8 is a diagram showing a vibration mode corresponding to the resonance B of FIG.
  • This vibration mode indicates the vibration mode when the vibration device 1 is not supported by the support member 3.
  • the alternate long and short dash line indicates a state in which vibration is not performed
  • a solid line indicates a vibration state in which the first flange portion 2d and the second flange portion 2e are maximally displaced.
  • the tip of the first flange 2d and the tip of the second flange 2e vibrate in phase in the axial direction.
  • the resonance B has a larger response than the resonance A, but as shown in FIG. 8, it can be seen that the third flange 2f is greatly displaced.
  • the vibration of the cylindrical body 2 is hindered. More specifically, when supported by the support member 3, even if resonance occurs due to the piezoelectric effect, the third flange portion 2f is fixed, so that the vibration is damped. Therefore, the amplitude of the first flange portion 2d is also reduced. Therefore, the clear resonance B shown in FIG. 6 largely fluctuates due to the fixation, and becomes almost invisible or unstable. Therefore, the large resonance B shown in FIG. 6 cannot be actually obtained.
  • the first flange portion 2 d vibrates so that the outer peripheral edge is displaced along the axial direction of the cylindrical body 2.
  • the light transmitting body 21 is fixed to the cylindrical body 2 via the connecting member 22.
  • the support 2c is located near the node of the vibration.
  • the droplets that have reached the first flange portion 2 d from the light transmitting body 21 via the flange portion 22 b of the connecting member 22 cause the first flange portion 2 d to be vibrated by the first flange portion 2 d. May be scattered outside or atomized.
  • the surface of the light transmitting body 21 is hydrophilic. That is, a hydrophilic film may be provided on the surface of the light transmitting member 21, and the light transmitting member 21 may be made of a hydrophilic material. In this case, the droplets attached to the outer surface of the light transmitting body 21 move to the first flange portion 2d more quickly.
  • the light transmitting body 21 does not necessarily have to be vibrated. Therefore, the light transmitting body 21 may be made of a non-resonant material such as plastic. Therefore, in the vibration device 1, the degree of freedom in designing the optical system can be increased. However, the light transmitting body 21 may be made of a resonating material.
  • the moved liquid droplet is effectively scattered outside the first flange portion 2d, or is effectively atomized. can do. Therefore, in the vibration device 1, the driving efficiency can be increased, and the droplet can be removed with a lower voltage.
  • the camera 11 and the like are arranged inside the cylindrical body 2.
  • the inside is sealed using the connecting member 22 and the light transmitting body 21. Can be stopped.
  • External support can be achieved on the outer peripheral surface side of the cylindrical body 2 by, for example, the support member 3.
  • the cylindrical support member 3 has its central axis coaxial with the central axis of the cylindrical body 2.
  • the support member 3 covers a part of the outer peripheral surface at the other end of the cylindrical body 2 and extends to the outside in the axial direction of the cylindrical body 2.
  • the cylindrical support member 3 has a flat plate portion having an opening at the center and extending inward in the radial direction on one end side.
  • the upper surface on the opening side of the flat plate portion extends along the circumferential direction of the lower surface of the third flange portion 2f, and supports the third flange portion 2f.
  • the other end of the cylindrical support member 3 is sealed by a base plate 4. Therefore, the inside of the cylindrical body 2 can be easily sealed. Therefore, the inside of the imaging device 10 can be sealed using the cylindrical support member 3 and the base plate 4. Therefore, the camera 11, the image pickup device having the camera 11, the circuit for driving these, the piezoelectric element 23, and the like can be shielded from the outside. Therefore, the reliability and environmental resistance characteristics of the imaging device 10 can be improved.
  • one third flange portion 2f is provided between the first flange portion 2d and the second flange portion 2e.
  • the third flange portion 2f is provided.
  • a plurality of flange portions 2f may be provided.
  • FIG. 9 shows impedance characteristics of the vibration device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 shows an impedance characteristic in a state where it is not externally supported by the support member.
  • the resonance D and the resonance E appear on the impedance characteristic.
  • Resonance D is the resonance used in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a vibration state in a cross section along a radial direction and an axial direction of a cylindrical body in the vibration device of the second embodiment.
  • An alternate long and short dash line indicates a state of non-vibration, and a solid line indicates a state of vibration in a maximum displacement state.
  • the tip of the first flange 2d and the tip of the second flange 2e vibrate in opposite phases in the axial direction of the cylindrical body 2.
  • the third flange portions 2f, 2f do not vibrate. Therefore, it is only necessary to use any one of the third flange portions 2f, 2f to support it from the outside.
  • both of the third flange portions 2f, 2f may be connected to the outside.
  • the support 2c is not displaced. Therefore, it is understood that the first flange portion 2d can be vibrated without vibrating the light transmitting body 21.
  • FIG. 11 is a diagram showing a vibration mode when the cylindrical body 2 vibrates at the resonance E in FIG. 9.
  • the tip of the first flange 2d is largely displaced and the tip of the second flange 2e is also greatly displaced, but the third flanges 2f, 2f and the support 2c are displaced as shown. You can see that it will. Therefore, when the cylindrical body 2 is actually supported from the outside by the third flange portions 2f, 2f, the vibration in the cylindrical body 2 is damped and a large amplitude cannot be obtained.
  • FIG. 12 shows the impedance characteristics of the vibration device according to the third embodiment.
  • FIG. 12 shows an impedance characteristic in a state where it is not externally supported by the support member.
  • the resonance F and the resonance G appear on the impedance characteristic.
  • the resonance F is the resonance used in the third embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram for explaining a vibration state in a cross section along a radial direction and an axial direction of a cylindrical body in the vibration device of the third embodiment.
  • An alternate long and short dash line indicates a state of non-vibration, and a solid line indicates a state of vibration in a maximum displacement state.
  • the tip of the first flange 2d and the tip of the second flange 2e vibrate in opposite phases in the axial direction of the cylindrical body 2.
  • the third flange portions 2f, 2f, 2f do not vibrate. Therefore, it is only necessary to use any one of the third flange portions 2f, 2f, 2f to support from the outside. Alternatively, all of the third flange portions 2f, 2f, 2f may be connected to the outside.
  • the support 2c is not displaced. Therefore, it is understood that the first flange portion 2d can be vibrated without vibrating the light transmitting body 21.
  • FIG. 14 is a diagram showing a vibration state when the cylindrical body 2 vibrates at the resonance G in FIG.
  • the tip of the first flange 2d is largely displaced, and the tip of the second flange 2e is also greatly displaced.
  • the third flanges 2f, 2f, 2f and the support 2c are as shown in the figure. It turns out that it is displaced. Therefore, when the third flange portions 2f, 2f, 2f actually support the vibration from the outside, the vibration is damped and a large amplitude cannot be obtained.
  • the cross section of the cylindrical body 2 along the radial direction and the axial direction has the shape of a four-leg tuning fork. Further, in the third embodiment, the shape has a five-leg tuning fork.
  • the tuning fork-shaped cross-sectional shape formed by the cylindrical body 2 and the first to third flange portions 2d to 2f in the present invention is not particularly limited. That is, it may be a two-legged, three-legged, four-legged, or five or more legged.
  • at least the first flange 2 d and the second flange 2 e may be provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body 2.
  • the cylindrical body 2 may have a tuning fork shape of two or more legs in cross section, and may have an outer surface shape obtained by rotating the tuning fork shape of the two or more legs with respect to the center axis of the cylindrical body 2.
  • At least one third flange portion 2f is provided.
  • external support can be easily performed.
  • a plurality of third flange portions 2f may be provided.
  • first flange 2d is located at the first end 2a and the second flange 2e is located at the second end 2b. Thereby, the first flange portion 2d can be easily displaced with a larger amplitude.
  • the light transmitting member 21 is connected to the cylindrical body 2 via the connecting member 22.
  • the connecting member 22 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical body 2, and the light transmitting body 21 is connected to the cylindrical body 2.
  • the connecting portion is not particularly limited, it is desirable that the inner peripheral surface of the cylindrical body 2 be closer to the first end 2a than the second end 2b.
  • the resonance frequency of the first flange portion 2d and the resonance frequency of the second flange portion 2e are equal. In that case, the displacement of the third flange portion 2f can be more effectively suppressed.
  • the materials and dimensions of the first flange portion 2d and the second flange portion 2e are equal, but as long as the resonance frequencies match, the materials and dimensions may be different. good.
  • FIG. 15 is a partially cutaway perspective view for explaining a vibration device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the vibration device 41 has a cylindrical body 2A.
  • the cylindrical body 2A has first to third flange portions 2d to 2f as in the first embodiment.
  • the piezoelectric element 23 is fixed to a surface of the second flange 2e on the second end 2b side.
  • the difference from the first embodiment is that the cylindrical body 2A is provided with a folded portion 42 that is folded radially inward from the outer peripheral edge of the first flange portion 2d.
  • the folded portion 42 has a donut shape in plan view.
  • the folded portion 42 faces a surface of the first flange portion 2d on the side opposite to the second flange portion 2e side with a gap.
  • the portion of the folded portion 42 facing the first flange portion 2d is desirably extended in parallel with the first flange portion 2d.
  • the folded portion 42 is provided with a plurality of notches 42a along the circumferential direction.
  • the notch 42a When the notch 42a is provided, the droplet that has reached between the first flange portion 2d and the folded portion 42 can be quickly discharged to the outside.
  • the notch 42a may not be provided.
  • FIG. 16 is a partially cutaway perspective view for explaining a vibration device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the walls 52, 52, extending in the direction away from the second flange 2e, 52 are provided in the vibration device 51.
  • a plurality of walls 52, 52, 52 are provided, but a cylindrical wall extending from the entire outer peripheral edge of the first flange 2d in the axial direction of the cylindrical body 2B is provided. Is also good.
  • the plurality of walls 52, 52, 52 extend in parallel with the axial direction of the cylindrical body 2B.
  • a notch 52a is formed between the adjacent wall portions 52. When the notch 52a is provided, the liquid droplet adhering to the first flange portion 2d is quickly discharged to the outside from the notch 52a.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a vibration mode in the vibration device 51. Also in FIG. 17, arrows indicate the direction of displacement and the magnitude of displacement.
  • the cylindrical body 2B is vibrated by the provision of the wall 52, when the outer peripheral edge of the first flange 2d is displaced in the axial direction, the axial end of the cylindrical body 2B of the wall 52, The upper end in FIG. 16 is largely displaced in the radial direction. Therefore, since the amplitude can be increased, the droplet can be removed more effectively.

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Abstract

液滴等を効率的に除去することができる、振動装置を提供する。　円筒体２と円筒体２の第１の端部２ａに連結された透光体２１と円筒体２に固定された圧電素子２３とを備える振動装置１。円筒体２には外周面から径方向外側に延ばされた第１のフランジ部２ｄと、第２のフランジ部２ｅとが設けられている。第１のフランジ部２ｄが第２のフランジ部２ｅよりも第１の端部２ａ側に位置している。第２のフランジ部２ｅに圧電素子２３が固定されている。圧電素子２３を駆動することにより、第１のフランジ部２ｄの外周縁が、円筒体２の軸方向に変位するように第１のフランジ部２ｄが振動する。

Description

振動装置及び光学検出装置
　本発明は、イメージングデバイス等において、液滴等を除去するのに用いられる振動装置及び光学検出装置に関する。
　従来、カメラやＬＩＤＡＲ装置等のイメージングデバイスにおいては、その視野を常に明瞭にすることが求められている。例えば、車載用途などの屋外で使用されるカメラでは、雨滴などの水滴を除去するための手法が種々提案されている。下記の特許文献１に記載の構造では、カメラ本体の前方に、カバーとしての透光性部分が配置されている。この透光性部分を含む振動装置が構成されている。透光性部分に局在化された振動を発生させることにより、雨滴を移動させ、かつ霧化する。この振動装置では、透光性部分や周辺部に意図的に局在部を作り、中央部以外の部分に振動の腹を位置させている。
国際公開第２０１７／２２１６２２号
　特許文献１に記載の振動装置では、透光体やその周辺部にある局在振動部を振動させることにより、水滴の移動及び霧化が図られている。しかしながら、このような構造では、透光体を通して外側を撮影した映像に影響し、周辺部に局在振動部がある場合には特に振幅を大きくする必要がある。振幅が小さくなると、霧化が充分に行えない。そのため、駆動電圧を高くする必要があり、効率が低いという問題があった。
　本発明の目的は、液滴等を効率的に除去することができる、振動装置及び光学検出装置を提供することにある。
　本発明に係る振動装置は、径方向及び軸方向を有し、第１の端部と、前記軸方向において前記第１の端部とは反対側に位置している第２の端部と、外周面から前記径方向外側に延ばされた第１及び第２のフランジ部とを有する円筒体と、前記円筒体の前記第１の端部に連結された透光体と、前記円筒体の前記第１又は第２のフランジ部を振動させるように設けられた振動素子とを備え、前記第１のフランジ部が前記軸方向において前記第２のフランジ部よりも前記第１の端部側に位置している。
　本発明に係る光学検出装置は、本発明に従って構成された振動装置と、前記透光体に検出領域が含まれるように配置されている光学検出素子と、を備える。
　本発明によれば、液滴等を効率的に除去することができる、振動装置及び光学検出装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の部分切欠き斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置を有するイメージングデバイスの模式的正面断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の半断面正面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置の要部を拡大して示す断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１の実施形態で用いられる圧電素子を示す斜視図及び正面断面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置のインピーダンス特性を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施形態に係る振動装置における第１～第３のフランジ部の振動姿態を説明するための模式図である。 図８は、第１の比較例の振動装置における第１～第３のフランジ部の振動姿態を説明するための模式図である。 図９は、本発明の第２の実施形態に係る振動装置のインピーダンス特性を示す図である。 図１０は、本発明の第２の実施形態に係る振動装置における第１～第３のフランジ部の振動姿態を説明するための模式図である。 図１１は、第２の比較例の振動装置における第１～第３のフランジ部の振動姿態を説明するための模式図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態に係る振動装置のインピーダンス特性を示す図である。 図１３は、本発明の第３の実施形態に係る振動装置における第１～第３のフランジ部の振動姿態を説明するための模式図である。 図１４は、第３の比較例の振動装置における第１～第３のフランジ部の振動姿態を説明するための模式図である。 図１５は、本発明における第４の実施形態に係る振動装置を説明するための部分切欠き斜視図である。 図１６は、本発明における第５の実施形態に係る振動装置を説明するための部分切欠き斜視図である。 図１７は、本発明における第５の実施形態に係る振動装置の振動姿態を説明するための模式的断面図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
　なお、本明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。
　図１は本発明の第１の実施形態に係る振動装置の部分切欠き斜視図である。図２は本発明の第１の実施形態に係る振動装置を有するイメージングデバイスの模式的正面断面図である。図３は図１に示した振動装置の半断面正面図である。
　図２に示すイメージングデバイス１０は、振動装置１とカメラ１１とを有する。カメラ１１は撮像素子を有している。撮像素子の前方に、すなわち図２において上方に、レンズ１２が配置されている。上記撮像素子としては、特に限定されず、可視光から遠赤外領域のいずれかの波長の光を受光する受光素子を用いることができる。このような撮像素子の例としては、ＣＭＯＳ、ＣＣＤ、ボロメーターまたはサーモパイル等が挙げられる。また、イメージングデバイス１０はカメラ１１に限定されず、ＲａｄａｒやＬＩＤＡＲデバイスなどであっても良い。
　振動装置１は、円筒体２を有する。この円筒体２の内部空間に、上記カメラ１１やレンズ１２が配置されている。
　上記レンズ１２の前方に、透光体２１が配置されている。透光体２１は、光や電磁波を通過させる適宜の材料から成る。イメージングデバイス１０は、上記透光体２１の外側に位置している部材や環境を、カメラ１１により撮影するように構成されている。
　透光体２１は、ドーム状の形状を有している。もっとも、透光体２１は、平板状などの他の形状を有していても良い。
　透光体２１の外周縁部が、連結部材２２に固定されている。連結部材２２は筒状部２２ａと、筒状部２２ａの一端から径方向外側に延ばされたフランジ部２２ｂとを有する。フランジ部２２ｂの上面に、透光体２１が固定されている。筒状部２２ａの下端が、円筒体２に固定されている。
　円筒体２は、軸方向を有する。この軸方向一端が第１の端部２ａであり、他端が第２の端部２ｂである。第１の端部２ａが、透光体２１側に位置している。円筒体２の内周面から径方向内側に延ばされた環状の支持部２ｃが設けられている。支持部２ｃに、連結部材２２の筒状部２２ａが固定されている。それによって、透光体２１が円筒体２に連結部材２２により連結されている。なお、支持部２ｃは環状でなくともよい。
　円筒体２は、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅと第３のフランジ部２ｆとを有する。第１のフランジ部２ｄ、第２のフランジ部２ｅ及び第３のフランジ部２ｆは、円筒体２の外周面から径方向外側に延ばされた、ドーナツ状の形状を有する。第１のフランジ部２ｄと、第２のフランジ部２ｅと、第３のフランジ部２ｆの外周縁は、円形の形状を有している。本実施形態では、第１～第３のフランジ部２ｄ～２ｆの外周縁を規定している円の大きさは等しくされている。もっとも、第１～第３のフランジ部２ｄ～２ｆの外周縁は、必ずしも同じ寸法の円ではなくとも良い。
　また、第１のフランジ部２ｄは、第１の端部２ａに沿うように設けられており、第２のフランジ部２ｅは、第２の端部２ｂに沿うように設けられている。もっとも、第１のフランジ部２ｄは第１の端部２ａよりも軸方向において第２の端部２ｂ側に位置していても良い。第２のフランジ部２ｅについても、第２の端部２ｂよりも第１の端部２ａ側に位置していても良い。
　第３のフランジ部２ｆは、軸方向において、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅとの間に位置している。本実施形態では、第１のフランジ部２ｄと、第２のフランジ部２ｅとの間の部分が振動のノードとなっている。そのため、第３のフランジ部２ｆは、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅとの間の中央に位置していることが好ましい。もっとも、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅとが、円筒体２の軸方向中央に対して対称に設けられていない場合には、振動のノード域は円筒体２の軸方向中央から第１の端部２ａ側または第２の端部２ｂ側にずれることがある。その場合には、振動のノードとなる位置に第３のフランジ部２ｆを配置することが好ましい。もっとも、第３のフランジ部２ｆは、必ずしも振動のノードに正確に配置されなくともよい。
　前述した支持部２ｃは、軸方向において、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅとの間に位置している。従って、支持部２ｃも振動のノード付近に位置している。
　上記第１のフランジ部２ｄと、第２のフランジ部２ｅは、その内側端部が円筒体２に連なっている。従って、図４に拡大して示すように、円筒体２、第１のフランジ部２ｄ及び第２のフランジ部２ｅは、円筒体２の径方向及び軸方向に沿う断面において、音叉状の形状を有している。また、第３のフランジ部２ｆを含めると、第１のフランジ部２ｄ、第２のフランジ部２ｅ及び第３のフランジ部２ｆは、円筒体２と共に、三脚音叉の形状を有している。
　円筒体２の第２の端部２ｂに、圧電素子２３が固定されている。図５（ａ），図５（ｂ）に示すように、圧電素子２３は、円環状の圧電体２３ａを有する。圧電体２３ａの一方面に第１の励振電極２３ｂが、他方面に第２の励振電極２３ｃが設けられている。圧電体２３ａは、厚み方向に分極処理されている。第１の励振電極２３ｂと第２の励振電極２３ｃとの間に交流電圧を印加すると、圧電素子２３が厚み方向に変位し、振動する。
　圧電素子２３は、第２のフランジ部２ｅの第２の端部２ｂ側の面に固定されている。したがって、圧電素子２３が振動すると、それに伴って、円筒体２において、第２のフランジ部２ｅと、第１のフランジ部２ｄとが振動する。この振動は、第１のフランジ部２ｄ及び第２のフランジ部２ｅの外周縁が円筒体２の軸方向に沿う変位を繰り返すように生じる。
　第１のフランジ部２ｄにおける振動は、フランジ形状独特の振動である。好ましくは、第１のフランジ部２ｄの振動の共振周波数と、第２のフランジ部２ｅの振動の共振周波数とがほぼ等しくされる。本実施形態では、両者の共振周波数が等しくされている。したがって、振動のノードが、円筒体２の軸方向中央に位置している。よって、第３のフランジ部２ｆは振動のノードに位置している。したがって、支持部材３が第３のフランジ部２ｆに固定されているが、この支持によって振動が阻害され難い。
　図６は本実施形態の振動装置１のフリーの状態におけるインピーダンス特性を示す。圧電素子２３を駆動すると、図６にＡ，Ｂ，Ｃで示す共振が表れる。ここで、本実施形態の振動装置１における共振は、共振Ａであり、この場合の振動姿態を図７に示す。図７は、円筒体２の径方向及び軸方向に沿う断面の振動姿態を示す。一点鎖線は、変位していない初期状態の姿態を示し、実線が第１のフランジ部２ｄ及び第２のフランジ部２ｅが第３のフランジ部２ｆ側に最大変位している状態の振動姿態を示す。なお、図７及び後述の図８、図１０、図１１、図１３、図１４において、矢印は変位の方向を示し、矢印の長さが変位の大きさに対応している。共振Ａでは、第１のフランジ部２ｄの先端と、第２のフランジ部２ｅの先端とが軸方向において逆相で変位する。この場合、第３のフランジ部２ｆはほとんど変位しないことがわかる。したがって、振動を阻害することなく、円筒体２を支持し、第１のフランジ部２ｄの変位を効率よく利用し得ることがわかる。また、支持部２ｃもほとんど変位していない。
　他方、図８は図６の共振Ｂに相当する振動姿態を示す図である。この振動姿態は、振動装置１を支持部材３により支持していない場合の振動姿態を示す。図８においても、一点鎖線は振動していない状態の姿態を示し、実線は第１のフランジ部２ｄ及び第２のフランジ部２ｅが最大変位している状態の振動姿態を示す。図８に示すように、共振Ｂでは、第１のフランジ部２ｄの先端と、第２のフランジ部２ｅの先端とが軸方向において同相で振動する。共振Ｂは共振Ａより大きな応答を有するが、図８に示すように、第３のフランジ部２ｆが大きく変位していることがわかる。したがって、第３のフランジ部２ｆを支持部材３に連結した場合、円筒体２の振動を阻害する。より具体的には、支持部材３により支持された場合、圧電効果によって共振が生じても第３のフランジ部２ｆが固定されることにより、振動に制動がかけられる。そのため第１のフランジ部２ｄの振幅も小さくなる。従って、図６に示す明瞭な共振Ｂは固定によって大きく変動してしまい、ほとんど見えなくなるか、不安定なものとなる。よって、図６に示す大きな共振Ｂは、実際には得られない。
　図１～図８に示したように、振動装置１では、その外周縁が円筒体２の軸方向に沿って変位するように、第１のフランジ部２ｄが振動する。
　透光体２１は連結部材２２を介して円筒体２に固定されている。この場合、支持部２ｃが振動のノード付近に位置している。
　振動装置１では、透光体２１から連結部材２２のフランジ部２２ｂを介して、第１のフランジ部２ｄに至った液滴が、上記第１のフランジ部２ｄの振動により第１のフランジ部２ｄの外に飛散されたり、霧化されたりする。
　好ましくは、透光体２１の表面が親水性とされる。すなわち、親水性の膜が透光体２１の表面に設けられていてもよく、透光体２１が親水性材料から成るものであっても良い。その場合には、透光体２１の外表面に付着した液滴が、より速やかに第１のフランジ部２ｄ側に移動する。
　本実施形態の振動装置１では、透光体２１を必ずしも振動させなくとも良い。したがって、透光体２１はプラスチックなどの非共振性材料により構成されても良い。よって、振動装置１では光学系の設計の自由度も高めることができる。もっとも、透光体２１は、共振性の材料から成るものであっても良い。
　上記のように、本実施形態の振動装置１では、第１のフランジ部２ｄにおいて、移動してきた液滴を効果的に、第１のフランジ部２ｄ外へ飛散させたり、効果的に霧化したりすることができる。そのため、振動装置１では、駆動効率を高めることができ、より低い電圧で液滴の除去を行うことができる。
　また、振動装置１では、円筒体２の内部にカメラ１１などが配置されるが、この円筒体２の第１の端部２ａ側では、連結部材２２及び透光体２１を用いて内部を封止することができる。また、外部からの支持は円筒体２の外周面側において、例えば支持部材３により達成することができる。筒状の支持部材３は、その中心軸が円筒体２の中心軸と同軸に配置されている。支持部材３は、円筒体２の他端側の一部の外周面側を覆うとともに、円筒体２の軸方向外側まで延ばされている。筒状の支持部材３は、その一端側に、径方向内側に向かって延びる、中心に開口を有する平板部分を有する。平板部分の開口側の上面が、第３のフランジ部２ｆの下面の周方向に沿って延びており、第３のフランジ部２ｆを支持している。筒状の支持部材３の他端は、ベースプレート４によって封止されている。そのため、円筒体２の内部を容易に密閉することができる。したがって、筒状の支持部材３及びベースプレート４を用いて、イメージングデバイス１０の内部を密閉することができる。よって、カメラ１１やカメラ１１を有する撮像素子、これらを駆動する回路及び圧電素子２３などを外部から遮蔽することができる。従って、イメージングデバイス１０の信頼性及び耐環境特性も高めることができる。
　第１の実施形態の振動装置では、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅとの間に１つの第３のフランジ部２ｆが設けられていたが、本発明においては、第３のフランジ部２ｆは複数設けられていても良い。
　第２の実施形態の振動装置では、２枚の第３のフランジ部２ｆが設けられている。この第２の実施形態の振動装置のインピーダンス特性を図９に示す。図９は支持部材により外部で支持していない状態でのインピーダンス特性を示す。図９では共振Ｄと共振Ｅとがインピーダンス特性上に表れている。共振Ｄが第２の実施形態で使用する共振である。図１０は、第２の実施形態の振動装置における円筒体の径方向及び軸方向に沿う断面での振動姿態を説明するための模式図である。一点鎖線が振動していない状態の姿態を示し、実線が最大変位状態の振動姿態である。第１のフランジ部２ｄの先端と第２のフランジ部２ｅの先端は、円筒体２の軸方向において、逆相で振動する。図１０から明らかなように、この場合、第３のフランジ部２ｆ，２ｆは振動していない。したがって、第３のフランジ部２ｆ，２ｆのいずれかを利用して外部から支持すれば良い。あるいは、第３のフランジ部２ｆ，２ｆの双方を外部と接続しても良い。
　また、支持部２ｃも変位していないことがわかる。したがって、透光体２１を振動させずに、第１のフランジ部２ｄを振動させ得ることがわかる。
　他方、図１１は図９の共振Ｅで円筒体２が振動した場合の振動姿態を示す図である。ここでは、第１のフランジ部２ｄの先端が大きく変位し、第２のフランジ部２ｅの先端も大きく変位しているが、第３のフランジ部２ｆ，２ｆ及び支持部２ｃが図示のように変位してしまうことがわかる。したがって、実際に第３のフランジ部２ｆ，２ｆにより外部から支持した場合、円筒体２における振動が制動され、大きな振幅を得ることはできない。
　第３の実施形態の振動装置では、３枚の第３のフランジ部２ｆが設けられている。この第３の実施形態の振動装置のインピーダンス特性を図１２に示す。図１２は支持部材により外部で支持していない状態でのインピーダンス特性を示す。図１２では共振Ｆと共振Ｇとがインピーダンス特性上に表れている。共振Ｆが第３の実施形態で使用する共振である。図１３は、第３の実施形態の振動装置における円筒体の径方向及び軸方向に沿う断面での振動姿態を説明するための模式図である。一点鎖線が振動していない状態の姿態を示し、実線が最大変位状態の振動姿態である。第１のフランジ部２ｄの先端と第２のフランジ部２ｅの先端は、円筒体２の軸方向において、逆相で振動する。図１３から明らかなように、この場合、第３のフランジ部２ｆ，２ｆ，２ｆは振動していない。したがって、第３のフランジ部２ｆ，２ｆ，２ｆのいずれかを利用して外部から支持すれば良い。あるいは、第３のフランジ部２ｆ，２ｆ，２ｆの全てを外部と接続しても良い。
　また、支持部２ｃも変位していないことがわかる。したがって、透光体２１を振動させずに、第１のフランジ部２ｄを振動させ得ることがわかる。
　他方、図１４は図１２の共振Ｇで円筒体２が振動した場合の振動姿態を示す図である。ここでは、第１のフランジ部２ｄの先端が大きく変位し、第２のフランジ部２ｅの先端も大きく変位しているが、第３のフランジ部２ｆ，２ｆ，２ｆ及び支持部２ｃが図示のように変位してしまうことがわかる。したがって、実際に第３のフランジ部２ｆ，２ｆ，２ｆにより外部から支持した場合、振動が制動され、大きな振幅を得ることはできない。
　上記第２の実施形態では、円筒体２の径方向及び軸方向に沿う断面において、四脚音叉の形状を有していた。また、第３の実施形態では五脚音叉の形状を有していた。このように、本発明における円筒体２と第１～第３のフランジ部２ｄ～２ｆで構成される音叉状の断面形状は特に限定されない。すなわち、二脚であってもよく、三脚であってもよく、四脚であってもよく、五脚以上であってもよい。本発明においては、少なくとも第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅとが円筒体２の外周面に設けられていればよい。円筒体２は、断面において二脚以上の音叉形状を有し、その二脚以上の断面音叉形状を円筒体２の中心軸に対して回転させた外面形状を有していればよい。
　もっとも、好ましくは、少なくとも１つの第３のフランジ部２ｆが設けられていることが望ましい。それによって、外部からの支持を容易に行うことができる。また、上記のとおり、第３のフランジ部２ｆが複数設けられていても良い。
　また、第１のフランジ部２ｄが第１の端部２ａに、第２のフランジ部２ｅが第２の端部２ｂに位置していることが好ましい。それによって、第１のフランジ部２ｄをより大きな振幅で容易に変位させることができる。
　透光体２１は連結部材２２を介して円筒体２に連結されている。この場合、円筒体２の内周面に、連結部材２２が固定され、透光体２１が円筒体２に連結されている。上記連結部分は特に限定されないが、円筒体２の内周面において、第２の端部２ｂよりも第１の端部２ａ側であることが望ましい。
　また、第１のフランジ部２ｄの共振周波数と第２のフランジ部２ｅの共振周波数は等しいことが望ましい。その場合に、第３のフランジ部２ｆの変位をより効果的に抑制することができる。この場合、共振周波数を一致させるには、第１のフランジ部２ｄと第２のフランジ部２ｅの材料及び寸法が等しいことが好ましいが、共振周波数を一致させる限り、材料や寸法は異なっていても良い。
　図１５は本発明の第４の実施形態に係る振動装置を説明するための部分切欠き斜視図である。振動装置４１は円筒体２Ａを有する。円筒体２Ａは、第１の実施形態と同様に、第１～第３のフランジ部２ｄ～２ｆを有する。第２のフランジ部２ｅの第２の端部２ｂ側の面に圧電素子２３が固定されている。第１の実施形態と異なるのは、円筒体２Ａにおいて、第１のフランジ部２ｄの外周縁から径方向内側に折り返された折り返し部４２が設けられていることにある。折り返し部４２は、平面視においてドーナツ状の形状を有している。折り返し部４２は、第１のフランジ部２ｄの第２のフランジ部２ｅ側とは反対側の面に対して隙間を隔てて対向している。この折り返し部４２が設けられていることにより、第１のフランジ部２ｄの円筒体２Ａの軸方向における変位をより一層大きくすることができる。したがって、液滴をより効果的に除去することができる。
　なお、折り返し部４２の第１のフランジ部２ｄと対向している部分は、第１のフランジ部２ｄと平行に延ばされていることが望ましい。
　また、折り返し部４２には、周方向に沿った複数の切欠き４２ａが設けられている。この切欠き４２ａが設けられていると、第１のフランジ部２ｄと折り返し部４２との間に至った液滴を外部に速やかに排出させることができる。もっとも、切欠き４２ａは設けられずとも良い。
　図１６は本発明の第５の実施形態に係る振動装置を説明するための部分切欠き斜視図である。振動装置５１では、円筒体２Ｂにおいて、第１のフランジ部２ｄの外周縁から円筒体２Ｂの軸方向において、第２のフランジ部２ｅに対して遠ざかる方向に延ばされた壁部５２，５２，５２が設けられている。ここでは、複数の壁部５２，５２，５２が設けられているが、第１のフランジ部２ｄの外周縁全体から円筒体２Ｂの軸方向に延ばされた筒状の壁部が設けられても良い。本実施形態では複数の壁部５２，５２，５２は、円筒体２Ｂの軸方向と平行に延ばされている。隣り合う壁部５２間は切欠き５２ａとされている。切欠き５２ａが設けられていると、第１のフランジ部２ｄ上に付着した液滴が、切欠き５２ａから外部に速やかに排出される。
　図１７は、振動装置５１における振動姿態を示す模式的断面図である。図１７においても、矢印は変位の方向及び変位の大きさを示す。壁部５２が設けられていることにより、円筒体２Ｂを振動させた場合、第１のフランジ部２ｄの外周縁が軸方向に変位するに際し、壁部５２の円筒体２Ｂの軸方向端部、図１６での上端が径方向に大きく変位する。したがって、振幅を大きくすることができるため、液滴の除去をより効果的に行うことができる。
　１，４１，５１…振動装置
　２，２Ａ，２Ｂ…円筒体
　２ａ，２ｂ…第１，第２の端部
　２ｃ…支持部
　２ｄ，２ｅ，２ｆ…第１～第３のフランジ部
　３…支持部材
　４…ベースプレート
　１０…イメージングデバイス
　１１…カメラ
　１２…レンズ
　２１…透光体
　２２…連結部材
　２２ａ…筒状部
　２２ｂ…フランジ部
　２３…圧電素子
　２３ａ…圧電体
　２３ｂ，２３ｃ…第１，第２の励振電極
　４２…折り返し部
　４２ａ…切欠き
　５２…壁部
　５２ａ…切欠き

Claims (19)

  1. 　径方向及び軸方向を有し、第１の端部と、前記軸方向において前記第１の端部とは反対側に位置している第２の端部と、外周面から前記径方向外側に延ばされた第１及び第２のフランジ部とを有する円筒体と、
    　前記円筒体の前記第１の端部に連結された透光体と、
    　前記円筒体の前記第１又は第２のフランジ部を振動させるように設けられた振動素子とを備え、
    　前記第１のフランジ部が前記軸方向において前記第２のフランジ部よりも前記第１の端部側に位置している、振動装置。
  2. 　前記第２のフランジ部に、前記振動素子が固定されており、前記振動素子を駆動することにより、前記第１のフランジ部の外周縁が前記軸方向に変位するように前記第１のフランジ部が振動する、請求項１に記載の振動装置。
  3. 　前記振動素子が圧電素子である、請求項１又は２に記載の振動装置。
  4. 　前記圧電素子が、前記円筒体に固定されている、請求項３に記載の振動装置。
  5. 　前記円筒体の外周面において、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に第３のフランジ部が設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の振動装置。
  6. 　前記第３のフランジ部が複数設けられている、請求項５に記載の振動装置。
  7. 　前記第１のフランジ部が前記第１の端部に、前記第２のフランジ部が前記第２の端部に位置している、請求項１～６のいずれか１項に記載の振動装置。
  8. 　前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間の位置において、前記円筒体の内周面に前記透光体が連結されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の振動装置。
  9. 　前記第１のフランジ部と、前記第２のフランジ部とが逆相で変位する、請求項１～８のいずれか１項に記載の振動装置。
  10. 　前記第１のフランジ部の共振周波数と、前記第２のフランジ部の共振周波数とが等しい、請求項９に記載の振動装置。
  11. 　前記第３のフランジ部に連結されており、前記円筒体を外部から支持する支持部材をさらに備える、請求項１～１０のいずれか１項に記載の振動装置。
  12. 　前記第１のフランジ部の外周縁から、前記径方向内側に折り返された折り返し部が設けられている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の振動装置。
  13. 　前記折り返し部の外周縁に、切欠きが設けられている、請求項１２に記載の振動装置。
  14. 　前記第１のフランジ部の外周縁から、前記第２のフランジ部に対して遠ざかる方向に延ばされた壁部が設けられている、請求項１～１１のいずれか１項に記載の振動装置。
  15. 　前記壁部が、前記軸方向に平行に延ばされている、請求項１４に記載の振動装置。
  16. 　前記壁部が、前記第１のフランジ部の外周縁に沿って複数設けられており、前記複数の壁部間が切欠きとされている、請求項１４又は１５に記載の振動装置。
  17. 　前記壁部が、前記第１のフランジ部の外周縁に連なった筒状部である、請求項１４又は１５に記載の振動装置。
  18. 　前記第１のフランジ部及び前記第２のフランジ部の外周が、円形である、請求項１～１７のいずれか１項に記載の振動装置。
  19. 　請求項１～１８のいずれか１項に記載の振動装置と、
    　前記透光体に検出領域が含まれるように配置されている光学検出素子と、
    　を備える、光学検出装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021192387A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 株式会社村田製作所 振動装置及び振動制御方法
US11503190B2 (en) * 2017-12-27 2022-11-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration device and optical detection device
WO2024084728A1 (ja) * 2022-10-19 2024-04-25 株式会社村田製作所 光学装置、および光学装置を備える撮像ユニット

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017006066B4 (de) * 2016-11-30 2022-11-24 Murata Manufacturing Co., Ltd. Schwingvorrichtung, kamera-wassertröpfchenentfernungsvorrichtung und kamera

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078218A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 株式会社村田製作所 超音波振動装置
WO2017022382A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 株式会社村田製作所 振動装置及びカメラ
JP2017170303A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 オリンパス株式会社 液滴排除装置と、液滴排除装置を有する画像装置及び上記液滴排除装置の制御方法と上記液滴排除装置の制御プログラム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4314061B2 (ja) * 2003-05-08 2009-08-12 株式会社フコク 超音波振動子の制御装置およびこれを用いた超音波霧化装置
CN101712028B (zh) * 2009-11-13 2012-02-01 中国科学院声学研究所 一种薄膜超声换能器及其制备方法
CN102972046B (zh) * 2010-06-30 2016-08-03 日本电气株式会社 振荡装置和电子设备
JP2012138768A (ja) 2010-12-27 2012-07-19 Hitachi Kokusai Electric Inc ドーム型監視カメラシステム
WO2017221622A1 (ja) 2016-06-24 2017-12-28 株式会社村田製作所 振動装置及び撮像装置
EP3617796B1 (en) * 2017-04-28 2023-10-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration device
JP6943341B2 (ja) * 2018-06-28 2021-09-29 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
JP7070497B2 (ja) * 2019-04-25 2022-05-18 株式会社村田製作所 振動装置及び光学検出装置
CN113767616B (zh) * 2020-03-27 2023-04-04 株式会社村田制作所 振动装置和振动控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011078218A1 (ja) * 2009-12-25 2011-06-30 株式会社村田製作所 超音波振動装置
WO2017022382A1 (ja) * 2015-08-04 2017-02-09 株式会社村田製作所 振動装置及びカメラ
JP2017170303A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 オリンパス株式会社 液滴排除装置と、液滴排除装置を有する画像装置及び上記液滴排除装置の制御方法と上記液滴排除装置の制御プログラム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11503190B2 (en) * 2017-12-27 2022-11-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration device and optical detection device
WO2021192387A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30 株式会社村田製作所 振動装置及び振動制御方法
JPWO2021192387A1 (ja) * 2020-03-27 2021-09-30
JP7111258B2 (ja) 2020-03-27 2022-08-02 株式会社村田製作所 振動装置及び振動制御方法
US11754830B2 (en) 2020-03-27 2023-09-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. Vibration device and vibration control method
WO2024084728A1 (ja) * 2022-10-19 2024-04-25 株式会社村田製作所 光学装置、および光学装置を備える撮像ユニット

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